湖北日报讯 (记者包东喜、通讯员柳剑)化学除草既有药物残留,还易产生耐药性。如何破解?湖北中医药大学李金鑫团队的答案是:从艾草中提取中药除草剂。
7月3日,李金鑫博士率团队以艾叶除草剂项目,参加湖北省博士后创新创业大赛决赛。
“艾叶除草剂问世,源于一次意外的发现。”7月8日,李金鑫接受采访时说,7年前,在给中药材射干做生态种植试验时,自己尝试施用艾粉作为生物肥料,一个月后他发现,施用艾粉的地块杂草稀少,而未施用艾粉的地块杂草丛生。
艾草莫非可以除草?李金鑫查阅大量文献后,发现古代中医药文献中早有“以植物抑杂草”的记载。北宋苏轼在《物类相感志》中提到,将芝麻骨插在竹园四周可抑制竹子的生长。明朝邝蟠记载,在开垦荒地时,先烧去野草并犁地,然后种植芝麻一年,待草木根败烂后再种谷物,可有效抑制杂草生长。
除了芝麻,艾叶是否有类似作用?沿着这一思路,李金鑫团队以艾粉水提取物为对象开展相关研究。团队还从现代植物化学角度,挖掘“化感抑草作用”(即植物通过释放化学物质来抑制杂草生长)的科学机理。
从艾草的除草效用到施用方式,再到田间安全性评价,连续四年,团队确证了艾粉水提物有极强的抑草活性,并从生物学角度阐明了其中的生理和分子机制。
随着研究的深入,2021年,团队成员陈红提议,将研究方向调整为艾叶挥发油,以进一步提高除草的效能。“艾叶作为芳香族的植物,挥发油的活性成分更为显著。”
艾叶挥发油的除草实验成果令人振奋:数小时内,杂草迅速白化死亡;相较于艾叶水提物中的酚酸类组分,挥发油可直接杀灭杂草植株,可开发触杀型除草剂使用。
然而,新的难题又出现了,挥发油不稳定、不溶于水、利用率低,难以从实验室走向大田应用。团队成员接力攻关,利用纳米乳液技术将疏水性活性成分包裹于纳米级液滴中,以提升其水分散性、光热稳定性及靶向渗透能力,成功制备出了艾叶挥发油纳米乳除草剂,有效解决了植物源农药脱靶性高的难题;安全性评价显示,该除草剂尤其适用于花生、棉花等农作物的田间杂草防治。
据悉,该研究成果已获得2项国家发明专利。